噪声污染监测

1第七章噪声污染监测7.1概述7.1.1噪声的概念这些为人们生活和工作所不需要的声音叫噪声，从物理现象判断，一切无规律的或随机的声信号叫噪声；噪声的判断还与人们的主观感觉和心理因素有关，即一切不希望存在的干扰声都叫噪声。7.1.2噪声的分类按机理分可分三类：空气动力性噪声、机械性噪声、电磁性噪声。按来源分可分五类：交通噪声、工业噪声、建筑施工噪声、社会生活噪声、自然噪声。7.1.3环境噪声的主要特征（1）噪声是感觉公害。（2）噪声具有局限性和分散性7.1.4噪声的危害干扰人们的睡眠和工作，强噪声会使人听力损失。这种损失是累计性的，在强噪声下工作一天，只要噪声不是过强（120分贝以上），事后只产生暂时性的听力损失，经过休息可以恢复；但如果长期在强噪声下工作，每天虽可以恢复，经过一段时间后，就会产生永久性的听力损失，过强的噪声还能杀伤人体。①损伤听力，造成噪声性耳聋。90分贝下20％聋，85分贝下10％耳聋②干扰睡眠，影响工作效率。噪声会影响人的睡眠质量和数量。连续噪声可以加快熟睡到轻睡的回转，使人熟睡时间缩短；突然的噪声可使人惊醒。一般40dB连续噪声可使10%的人受影响，70dB连续噪声可使50%的人受影响突然的噪声40dB时，使10%的人惊醒；60dB时，使70%的人惊醒③干扰语言通讯④影响人的心理变化⑤诱发多种疾病2噪声→紧张→肾上腺素↑→心率↑,血压↑;噪声→耳腔前庭→眩晕、恶心、呕吐（晕船）；噪声→神经系统→失眠，疲劳，头晕、疼，记忆力下降。7.1.5噪声监测参数及其分析7.1.5.1声功率、声强、声压（1）声功率（W）声功率是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。在噪声监测中，声功率是指声源总声功率。单位为W。（2）声强（I）声强是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向单位面积的声能量。单位为W/s2。（3）声压（P）声压是由于声波的存在而引起的压力增值。单位为Pa。声压与声强的关系是：I=P2/ρc7.1.5.2分贝、声功率级、声强级和声压级（1）分贝人们日常生活中遇到的声音，若以声压值表示，由于变化范围非常大，可以达六个数量级以上，同时由于人体听觉对声信号强弱刺激反应不是线形的，而是成对数比例关系。所以采用分贝来表达声学量值。所谓分贝是指两个相同的物理量（例A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）。N=10lg(A1/A0)分贝符号为dB，它是无量纲的。式中A0是基准量（或参考量），A是被量度量。被量度量和基准量之比取对数，这对数值称为被量度量的级。亦即用对数标度时，所得到的是比值,它代表被量度量比基准量高出多少级。（2）声功率级Lw=10lg(W/W0)式中：Lw——声功率级（dB）；W——声功率（W）；W0——基准声功率，为10-12W。（3）声强级LI=10lg(I/I0)式中：LI——声压级(dB)；I——声强（W/m2）；I0——基准声强，为10-12W/m2。3（4）声压级LP=20lg(P/P0)式中：LP——声压级（dB）；P——声压（Pa）；P0——基准声压，为2×10-5Pa，该值是对1000HZ声音人耳刚能听到的最低声压。7.1.5.3噪声的叠加两个以上独立声源作用于某一点，产生噪声的叠加。声能量是可以代数相加的，设两个声源的声功率分别为W1和W2，那么总声功率W总=W1+W2。而两个声源在某点的声强为I1和I2时，叠加后的总声强I总=I+I2。但声压不能直接相加。由于I1=P12/ρcI2=P22/ρc故P总2=P12+P22又（P1/P0）2=10(Lp1/10)(P2/P0)2=10(Lp2/10)故总声压级：LP=10lg[（P12+P22）/P02]=10lg[10(Lp1/10)+10(Lp2/10)]如LP1=LP2，即两个声源的声压级相等，则总声压级：LP=LP1+10lg2≈LP1+3(dB)也就是说，作用于某一点的两个声源声压级相等，其合成的总声压级比一个声源的声压级增加3dB。当声压级不相等时，按上式计算较麻烦。可以利用书上图7-1查曲线值来计算。方法是：设LP1LP2,以LP1-LP2值按图查得ΔLP，则总声压级LP总=LP1+ΔLP。7.1.5.4响度和响度级（1）响度（N）响度是人耳判别声音由轻到响的强度等级概念，它不仅取决于声音的强度(如声压级)，还与它的频率及波形有关。响度的单位为宋,1宋的定义为声压级为40dB,频率为1000Hz,且来自听者正前方的平面波形的强度。如果另一个声音听起来比1宋的声音大n倍，即该声音的响度为n宋。（2）响度级(LN)响度级是建立在两个声音主观比较的基础上，选择1000Hz的纯音作基准音，若某一噪声听起来与该纯音一样响，则该噪声的响度级在数值上就等于这个纯音的声压级（dB）。4响度级用LN表示，单位是方。如果某噪声听起来与声压级为80dB，频率为1000Hz的纯音一样响，则该噪声的响度级就是80方。（3）响度与响度级的关系根据大量的实验得到，响度级每改变10方，响度加倍或减半。它们的关系可用下列数学式表示：N=2[(LN-40)/10]或LN=40+33lgN注意，响度级的合成不能直接相加，而响度可以相加。应先将各响度级换算成响度进行合成，然后再换算成响度级。7.1.5.5计权声级为了能用仪器直接反映人的主观响度感觉的评价量，有关人员在噪声测量仪器——声级计中设计了一种特殊滤波器，叫计权网络。通过计权网络测得的声压级，已不再是客观物理量的声压级，而叫计权声压级或计权声级，简称声级。通用的有A、B、C和D计权声级。A计权声级是模拟人耳对55dB以下低强度噪声的频率特性；B计权声级是模拟55dB到85dB的中等强度噪声的频率特性；C计权声级是模拟高强度噪声的频率特性；D计权声级是对噪声参量的模拟，专用于飞机噪声的测量。7.1.5.6等效连续声级、噪声污染级和昼夜等效声级（一）等效连续声级A计权声级能够较好地反映人耳对噪声的强度与频率的主观感觉，因此对一个连续的稳态噪声，它是一种较好的评价方法，但对一个起伏的或不连续的噪声，A计权声级就显得不合适了。例如，交通噪声随车流量和种类而变化；又如，一台机器工作时其声级是稳定的，但由于它是间歇地工作，与另一台声级相同但连续工作的机器对人的影响就不一样。因此提出了一个用噪声能量按时间平均方法来评价噪声对人影响的问题，即等效连续声级，符号“Leq”或“LAeq.T”。它是用一个相同时间内声能与之相等的连续稳定的A声级来表示该段时间内的噪声的大小。7.1.5.6等效连续声级、噪声污染级和昼夜等效声级例如，有两台声级为85dB的机器，第一台连续工作8小时，第二台间歇工作，其有效工作时间之和为4小时。显然作用于操作工人的平均能量是前者比后者大一倍，即大3dB。因此，等效连续声级反映在声级不稳定的情况下，人实际所接受的噪声能量的大小，它是一个用来表达随时间变化的噪声的等效量。LAeq.T=10lg[1/T∫T0100.1LPAdt]式中：LPA——某时刻t的瞬时A声级（dB）;T——规定的测量时间（s）。如果数据符合正态分布，其累积分布在正态概率纸上为一直线，则可用下面近似公式计算：LAeq.T≈L50+d2/60,d=L10-L90其中L10，L50，L90为累积百分声级，其定义是：L10——测量时间内，10%的时间超过的噪声级，相当于噪声的平均峰值。5L50——测量时间内，50%的时间超过的噪声级，相当于噪声的平均值。L90——测量时间内，90%的时间超过的噪声级，相当于噪声的背景值。累积百分声级L10、L50、和L90的计算方法有两种：其一是在正态概率纸上画出累积分布曲线，然后从图中求得；另一种简便方法是将测定的一组数据（例如100个），从大到小排列，第10个数据即为L10，第50个数据即为L50，第90个数据即为L90。（二）噪声污染级许多非稳态噪声的实践表明，涨落的噪声所引起人的烦恼程度比等能量的稳态噪声要大，并且与噪声暴露的变化率和平均强度有关。经实验证明，在等效连续声级的基础上加上一项表示噪声变化幅度的量，更能反映实际污染程度。用这种噪声污染级评价航空或道路的交通噪声比较恰当。故噪声污染级（LNP）公式为：LNP=Leq+Kσ式中：K——常数，对交通和飞机噪声取2.56；σ——测定过程中瞬时声级的标准偏差。7.1.5.6等效连续声级、噪声污染级和昼夜等效声级（三）昼夜等效声级也称日夜平均声级，符号“Ldn”。用来表达社会噪声昼夜间的变化情况，表达式为：Ldn=10lg{[16×100.1Ld+8×100.1(Ln+10)]/24}式中：Ld——白天的等效声级，时间从6∶00－22∶00，共16个小时；Ln——夜间的等效声级，时间从22∶00－第二天的6∶00，共8个小时。为表明夜间噪声对人的烦扰更大，故计算夜间等效声级这一项时应加上10dB的计权。7.1.5.7噪声的频谱分析略。7.2噪声监测7.2.1噪声测量仪器7.2.1.1声级计声级计也称噪声计，它是用来测量噪声的声压计和计权声级的最基本的测量仪器，适用于环境噪声和各种机器（如风机、空压机、内燃机、电动机）噪声的测量，也可用于建筑声学、电声学的测量。（1）工作原理声级计主要由传声器、放大器、衰减器、计权网络、电表电路及电源等部分组成。其工作原理是：声压大小经传声器后转换成电压信号，此信号经前置放大器放大后，最后从显示仪上指示出声压级的分贝数值。（2）分类6声级计整机灵敏度是指在标准条件下测量1000Hz纯音所表现出的精度。按其精度可分为四种类型，即O型声级计，是实验用的标准声级计；Ⅰ型声级计，相当于精密声级计；Ⅱ型声级计和Ⅲ型声级计作为一般用途的普通声级计。国产声级计有ND-2型精密声级计PSJ-2普通声级计。国际标准化组织（ISO）及国际电工委员会（IEC）规定普通声级计的频率范围是20-8000Hz，精密声级计的频率范围是20-12500Hz。7.2.1.2频谱分析仪频谱仪是测量噪声频谱的仪器，它的基本组成大致与声级计相似。但是频谱分析仪中，设置了完整的计权网络（滤波器）。借助于滤波器的作用，可以将声频范围内的频率分成不同的频带进行测量。7.2.1.3自动记录仪在现场噪声测量中，为了迅速、准确、详细的分析噪声源的特性，常把声级频谱仪与自动记录仪连用。自动记录仪是将噪声频率信号作对数转换，用人造宝石或墨水将噪声的峰值、有效值、平均值表示出来。可根据噪声特性选用适当的笔速、纸速和电位计。7.2.1.4磁带录音机在现场噪声测量中如果没有频谱仪和自动记录仪，可用录音机（磁带记录仪）将噪声消耗记录下来，以便在实验室用适当的仪器对噪声消耗进行分析。选用的录音机必须具有较好的性能，它要求频率范围宽（一般为20-15000Hz），失真小（小于3%），信噪比大（35dB以上）。此外，还必须具有较好的频率响应和较宽的动态范围。7.2.1.5实时分析仪频谱仪是对噪声信号在一定范围内进行频谱分析，需花费很长的时间，且它只能分析稳态噪声信号，而不能分析瞬时态噪声信号。实时分析仪是一种数字式频线显示仪，它能把测量范围内的输入信号在极短时间内同时反应在显示屏上，通常用于较高要求的研究测量，特别适用于脉冲信号分析。7.2.2噪声监测7.2.2.1城市区域环境噪声监测布点：将要普查测量的城市分成等距离网格（例如500m×500m），测量点设在每个网格中心，若中心点的位置不宜测量（如房顶、污沟、禁区等），可移到旁边能够测量的位置。网格数不应少于100个。测量：测量时一般应选在无雨、无雪时（特殊情况除外），声级计应加风罩以避免风噪声干扰，同时也可保持传声器清洁。四级以上大风应停止测量。7声级计可以手持或固定在三角架上。传声器离地面高1、2米。放在车内的，要求传声器伸出车外一定距离，尽量避免车体反射的影响，与地面距离仍保持1、2米左右。如固定在车顶上要加以注明，手持声级计应使人体与传声器距离0、5米以上。测量时间：分为白天（6：00-22：00）和夜间（22：00-6：00）两部分。白天测量一般选在8：00-12：00时或1